JPH05291535A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPH05291535A
JPH05291535A JP4121357A JP12135792A JPH05291535A JP H05291535 A JPH05291535 A JP H05291535A JP 4121357 A JP4121357 A JP 4121357A JP 12135792 A JP12135792 A JP 12135792A JP H05291535 A JPH05291535 A JP H05291535A
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JP
Japan
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film
polycrystalline silicon
layer
silicon film
word line
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Application number
JP4121357A
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English (en)
Inventor
Junji Kamioka
純二 上岡
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH05291535A publication Critical patent/JPH05291535A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スタティックメモリセルにおいて、接地配線
に用いている多結晶シリコン膜とメモリセル節点間の容
量を減らすことなく、ワード線との間の容量のみを減少
し、アクセス速度の遅延を防ぐ。 【構成】 ワード線105a,105c上のシリコン酸
化膜106の膜厚を駆動トランジスタのゲート電極10
5b上の膜厚よりも厚く形成して、ワード線105a,
105cと第2層多結晶シリコン膜107との間の層間
容量を駆動トランジスタのゲート電極105bよりも小
さくし、ワード線の遅延を少なくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体記憶装置に関
し、特に多結晶シリコン配線をメモリセルの接地配線に
利用したスタティックメモリに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の半導体記憶装置を、メモ
リセルが一対のトランスファトランジスタと一対の駆動
トランジスタと一対の負荷素子からなるMOS型SRA
Mを例にとり、図3,図4を参照して説明する。図3
は、従来の半導体記憶装置のメモリセルを示すもので、
図4のB−B′線断面図、図4は、図3に示した従来例
を示す平面図である。
【0003】N型シリコン基板101表面にPウェル1
02が設けられ、その表面にはフィールド酸化膜103
に囲まれて素子形成領域114が形成される。
【0004】素子形成領域114表面には、ゲート酸化
膜103aが設けられている。フィールド酸化膜103
並びにゲート酸化膜103a上には、第1層のN+ 形の
多結晶シリコン膜からなるワード線105a,105
c、ゲート電極105b,105dが設けられている。
【0005】素子形成領域114において、ワード線1
05a,105c、ゲート電極105b,105dと交
差しない領域にはN+ 拡散層104が形成されている。
【0006】ワード線105aと素子形成領域114と
によりトランスファトランジスタT119aが形成さ
れ、ワード線105cと素子形成領域114とによりト
ランスファトランジスタT119bが形成される。
【0007】ワード線105aをはさんでゲート電極1
05bの反対側に位置するトランスファトランジスタT
119aのN+ 拡散層には、ビット線113aとの電気
的接続のためのコンタクト孔118aが設けられ、ワー
ド線105cをはさんでゲート電極105dの反対側に
位置するトランスファトランジスタT119bのN+
散層には、ビット線113bとの電気的接続のためのコ
ンタクト孔118bが設けられている。
【0008】アルミニウム膜からなるビット線113
a,113bは対をなし、逆相の関係にある。ビット線
113aの直下には駆動トランジスタT120aが設け
られ、ビット線113b直下には駆動トランジスタT1
20bが設けられている。
【0009】駆動トランジスタT120a並びに駆動ト
ランジスタT120bは、ダイレクトコンタクト孔11
5を介して各々フリップフロップ結合をしている。
【0010】トランスファトランジスタT119aにお
けるコンタクト孔118aが設けられていない側のN+
拡散層は、駆動トランジスタT120aのゲート電極1
05b及び駆動トランジスタT120bのドレイン側の
+ 拡散層と接続している。
【0011】第2層のN+ 型の多結晶シリコン膜107
は、ビット線に平行な方向に所定ビット数毎に設けられ
たアルミニウム膜からなる接地配線(図示せず)と電気
的に接続されている。
【0012】多結晶シリコン膜107はコンタクト孔1
16を介して駆動トランジスタT120a,T120b
のソース側のN+ 拡散層と電気的に接続されている。
【0013】多結晶シリコン膜107は、接地配線から
の距離により抵抗値が生じるが、この抵抗値を極力抑え
る目的で、ワード線方向にもビット線方向にも連続した
網目状の形状に構成されている。
【0014】ビット線方向にも多結晶シリコン膜107
を連続しているので、多結晶シリコン膜107とワード
線105a,105cが平面的に重なり合う部分が存在
している。
【0015】第1層の多結晶シリコン膜105と第2層
の多結晶シリコン膜107との間には層間絶縁膜として
シリコン酸化膜106が所定の均一な膜厚をもって形成
されている。
【0016】第3層のN+ 型の多結晶シリコン膜110
はビット線に平行な方向に所定ビット数毎に設けられた
アルミニウム膜からなる電源配線(図示せず)と電気的
に接続されている。
【0017】多結晶シリコン膜110は、高抵抗の多結
晶シリコン膜109と接続される。多結晶シリコン膜1
09は、コンタクト孔117を介して駆動トランジスタ
T120a,T120bのゲート電極105b,105
dに電気的に接続されている。
【0018】多結晶シリコン膜109は、各々の駆動ト
ランジスタの負荷抵抗として機能している。多結晶シリ
コン膜109の形成方法について説明する。
【0019】第3層の多結晶シリコン膜109を全面に
堆積し、これをパターニングした後、多結晶シリコン膜
109を形成する部分にのみこれを覆うシリコン窒化膜
111を被着する。
【0020】その後、シリコン窒化膜111で覆われて
いない部分にのみN型不純物を導入し、多結晶シリコン
膜109,110を形成する。メモリセルを構成する素
子は、全て平面的な配置がその中心に対して点対称をな
している。
【0021】ワード線105a,105bと第2層の多
結晶シリコン膜107間の層間容量と、駆動トランジス
タT120a,T120bのゲート電極105b,10
5dと第2層の多結晶シリコン膜107間の層間容量
は、層間シリコン酸化膜106の膜厚が一定であるの
で、単位面積当りの容量値は共に同じ値となっていた。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
記憶装置では、第1層の多結晶シリコン膜からなるワー
ド線及び駆動トランジスタのゲート電極と、第2層の多
結晶シリコン膜からなる接地配線との間の容量は、層間
シリコン酸化膜の膜厚により決まり、膜厚は場所によら
ず一定であるため、これらの単位面積当りの容量は共に
等しい。
【0023】ところで、第2層の多結晶シリコン膜は、
接地配線としてその抵抗値を下げる必要があるのと同時
に、駆動トランジスタのゲート電極との間の容量は、メ
モリセル節点容量の一部を担っており、データ保持状態
において、荷電粒子の衝突などの外乱によるメモリセル
情報の反転を起りにくくするように、できるだけ大きな
値とすることが望ましい。
【0024】一方、ワード線については、第2層の多結
晶シリコン膜との間の容量は、ワード線の信号伝達速度
を遅らせ、アクセス速度の遅延要因となるため好ましく
ない。駆動トランジスタのゲート電極の場合とは逆に、
可能な限り小さくすることが望ましい。
【0025】しかし前述したように、これら2つの単位
面積当りの層間容量は別々にコントロールすることはで
きないため、一般にはメモリセルの安定性を優先して、
層間シリコン膜は層間の耐性の許す限りは薄く形成され
る。
【0026】従って、従来のこの種の半導体記憶装置で
は、ワード線の容量が増大してしまい、高速化の妨げと
なるという問題点があった。
【0027】本発明の目的は、ワード線の容量を低減
し、高速化を実現した半導体記憶装置を提供することに
ある。
【0028】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体記憶装置は、第1層の多結晶シ
リコン膜でゲートを形成した駆動トランジスタ及びワー
ド線と、前記第1層の多結晶シリコン膜の上層に、層間
絶縁膜を介して形成された第2層の多結晶シリコン膜か
らなる接地配線とを有し、前記駆動トランジスタ及び前
記ワード線は、前記接地配線と平面的に重なり合う部分
を含むものであり、前記ワード線と前記接地配線との間
の層間絶縁膜の膜厚は、前記駆動トランジスタと前記接
地配線との間の層間絶縁膜の膜厚よりも厚く設定された
ものである。
【0029】また、前記第2層の多結晶シリコン膜から
なる接地配線は、ビット線方向及びワード線方向に連続
した網目状に形成されたものである。
【0030】また、前記駆動トランジスタは、2台でフ
リップフロップを形成して点対称形に配置され、かつ1
セルにつき、前記ワード線を2本有するものである。
【0031】
【作用】本発明の半導体記憶装置は、第1層の多結晶シ
リコン膜で形成されたワード線と、同じく第1層の多結
晶シリコン膜で形成された駆動トランジスタのゲート電
極と、第2層の多結晶シリコン膜で形成され、平面的に
見て、前記ワード線及び駆動トランジスタのゲート電極
と重なり合う部分を有し、電気的には接地電位に接続さ
れた配線と、第1層の多結晶シリコン膜と第2層の多結
晶シリコン膜との層間に所定の厚みをもって存在し、ワ
ード線と第2層の多結晶シリコン膜との重なり部分での
膜厚は駆動トランジスタのゲート電極上の膜厚よりも厚
く形成されていることを特徴とするシリコン酸化膜とを
備えている。
【0032】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は、本発明の一実施例に係る半導体記憶装置の
メモリセルを示すもので、図2のA−A′線断面図、図
2は、同平面図、図5〜図10は、同メモリセルの製造
工程を説明するための縦断面図、図11は、図10に対
応する平面図である。
【0033】図において、本発明の一実施例に係る半導
体記憶装置のメモリセルは、回路構成上及び平面図では
従来例として説明したメモリセルと何ら変わりはない。
【0034】唯一の相違点は、前述したようにワード線
上の層間シリコン酸化膜の膜厚が、駆動トランジスタの
ゲート電極上の膜厚よりも厚くなっている点にある。
【0035】従って、第1層の多結晶シリコン膜を形成
した後の工程から、本発明のチップ製造方法について説
明する。
【0036】図5において、第1層の多結晶シリコン膜
をフォトリソグラフィ技術を用いて所定の形状にエッチ
ングした後、LDD(ライトリ・ドープト・ドレイン,
Lightly Doped Drain)構造を形成
するための第1のN型不純物104aをソース・ドレイ
ン領域に浅く導入する。
【0037】次に図6に示すように、全面にシリコン酸
化膜106aを被着し、その後フォトレジストを塗布
し、フォトリソグラフィ技術でワード線105aの上部
のみを覆うようにフォトレジスト膜121を形成する
(図7)。
【0038】次に、例えばRIE(リアクティブ・イオ
ン・エッチング,ReactiveIon Etchi
ng)などの異方性エッチングで、前記シリコン酸化膜
のエッチバックを行ない、ワード線以外の第1層の多結
晶シリコン膜(図中では駆動トランジスタのゲート電極
105b)の周囲に、LDD構造を形成するためのサイ
ドウォールを形成する。この際、ワード線上のシリコン
酸化膜はマスクされているため、エッチングされずに残
る。レジスト除去後の状態を図8に示す。
【0039】ここからは従来例と同じ製造工程となる。
すなわち、N型トランジスタのソース・ドレイン領域に
第2のN型不純物104を深く導入し、LDD構造のN
型トランジスタが完成される。
【0040】次に第1層の多結晶シリコン膜と第2層の
多結晶シリコン膜との層間絶縁膜としてのシリコン酸化
膜106bを全面に被着する(図9)。
【0041】更に、コンタクト孔を開孔した後、第2層
の多結晶シリコン膜を被着し、フォトリソグラフィ技術
を用いて所望の形状に形成する。ここまでの製造工程で
の平面図を図11に示す。ワード線105a上の斜線の
部分が、層間シリコン酸化膜の厚い部分を示す。
【0042】この後、第3層の多結晶シリコン膜で電源
配線110及び高抵抗負荷素子109を形成し、アルミ
ニウム膜でビット線113を形成して、この半導体記憶
装置は完成する(図10)。その縦断面図を図1に示
す。
【0043】第2の実施例として、負荷素子にTFT
(シン・フィルム・トランジスタ,Thin Film
Transistar)を用いたものでも同様の効果
が得られることは言うまでもない。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ワード線
と第2層の多結晶シリコン膜との層間の絶縁シリコン酸
化膜の膜厚を、駆動トランジスタのゲート電極と第2層
の多結晶シリコン膜との層間での膜厚よりも選択的に厚
く形成しているので、ワード線と接地電位の第2層多結
晶シリコン膜との間の単位面積当りの容量は、駆動トラ
ンジスタのゲート電極と第2層多結晶シリコン膜との間
の単位面積当りの容量に比較して小さくすることができ
る。
【0045】駆動トランジスタのゲート電極と第2層の
多結晶シリコン膜との間の容量を増加すれば、メモリセ
ル節点の漏れ電流を増やすことなく、節点容量のみを増
加することができ、メモリセルのデータ保持電圧の下限
を下げることができる。
【0046】また、これとは独立にワード線の容量は小
さくできるので、アクセス速度に悪影響を与えないです
むという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すもので、図2のA−
A′線断面図である。
【図2】図1に示した実施例を示す平面図である。
【図3】従来例を示すもので、図4のB−B′線断面図
である。
【図4】図3に示した従来例を示す平面図である。
【図5】本発明の一実施例の製造工程を示す縦断面図で
ある。
【図6】本発明の一実施例の製造工程を示す縦断面図で
ある。
【図7】本発明の一実施例の製造工程を示す縦断面図で
ある。
【図8】本発明の一実施例の製造工程を示す縦断面図で
ある。
【図9】本発明の一実施例の製造工程を示す縦断面図で
ある。
【図10】本発明の一実施例の製造工程を示す縦断面図
である。
【図11】図10に示した実施例の途中工程での平面図
である。
【符号の説明】
101 N型シリコン基板 102 Pウェル 103 素子形成領域用シリコン酸化膜 104 N+ 拡散層 104a LDD形成用N- 拡散層 105a,105c ワード線 105b,105d 駆動トランジスタゲート電極 106 第1層間シリコン酸化膜 106a LDDサイドウォール形成用シリコン酸化膜 106b 第1層間シリコン酸化膜 107 第2層多結晶シリコン膜 108 第2層シリコン酸化膜 109 第3層多結晶シリコン膜高抵抗負荷 110 第3層多結晶シリコン膜電源配線 111 シリコン窒化膜 112 第3層間シリコン酸化膜 113 アルミニウム膜ビット線 113a ビット線BL 113b ビット線BL(バー) 114 素子形成領域 115 ダイレクトコンタクト孔 116,117,118a,118b コンタクト孔 T119a,T119b トランスファトランジスタ T120a,T120b 駆動トランジスタ 121 フォトレジスト膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1層の多結晶シリコン膜でゲートを形
    成した駆動トランジスタ及びワード線と、 前記第1層の多結晶シリコン膜の上層に、層間絶縁膜を
    介して形成された第2層の多結晶シリコン膜からなる接
    地配線とを有し、 前記駆動トランジスタ及び前記ワード線は、前記接地配
    線と平面的に重なり合う部分を含むものであり、 前記ワード線と前記接地配線との間の層間絶縁膜の膜厚
    は、前記駆動トランジスタと前記接地配線との間の層間
    絶縁膜の膜厚よりも厚く設定されたものであることを特
    徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 前記第2層の多結晶シリコン膜からなる
    接地配線は、ビット線方向及びワード線方向に連続した
    網目状に形成されたものであることを特徴とする請求項
    1に記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 前記駆動トランジスタは、2台でフリッ
    プフロップを形成して点対称形に配置され、かつ1セル
    につき、前記ワード線を2本有することを特徴とする請
    求項1に記載の半導体記憶装置。
JP4121357A 1992-04-15 1992-04-15 半導体記憶装置 Pending JPH05291535A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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